碳酸鹽巖裂縫與巖溶的關系分析

陳萍 廖偉偉 吳燕 張凱 李光明(塔里木油田公司，新疆 庫爾勒 841000)

碳酸鹽巖裂縫與巖溶的關系分析

陳萍 廖偉偉 吳燕 張凱 李光明(塔里木油田公司，新疆 庫爾勒 841000)

巖溶在地質領域中的具體含義是一種可溶性巖石，其成分多為碳酸鹽類，如灰巖、白云巖等，這種巖石在受到含有二氧化碳的流水侵蝕時，就會產生諸如洞穴、石林、溶洞等奇特地貌。巖溶作用是溶蝕作用的繼續，是一種在特殊地質條件下的大規模溶蝕作用，對儲層的孔滲性能有著重要作用，是儲層發育的主要控制因素。

碳酸鹽巖裂縫；巖溶作用；斷裂；構造作用

1 巖溶作用分類

對古巖溶從地質大背景出發進行分析，碳酸鹽巖古巖溶可分為沉積、局部以及區域古巖溶。沉積古巖溶形成的原因主要為巖石中的碳酸鹽沉積速率增加并暴露在大氣中，受大氣侵蝕形成的。局部古巖溶形成原因為地質運動造成碳酸鹽巖少部分暴露大氣中形成。而區域古巖溶的形成則是與海平面的升降或者是地質運動造成大部門暴露大氣侵蝕造成的，這類巖溶發育的范圍和深度都要比局部巖溶大很多。

根據巖溶形成的原理和時間順序可將巖溶作用劃分為四種類型：（準）同生巖溶、表生期巖溶、埋藏期巖溶以及褶皺期巖溶。（準）同生巖溶作用出現于沉積的同生期或準同生期，沉積物形成不久，未完全脫離其自身沉積環境，在地層中以小規模層狀或是透鏡狀出現。表生期巖溶是由于海平面下降或地質原因地層抬升，造成碳酸鹽巖暴露，并受到大氣和水長期風化以及林濾侵蝕作用下形成的巖溶。而埋藏期是指有機質成巖作用相互聯系的溶蝕作用和過程。褶皺期巖溶是指碳酸巖在發生褶皺過程中也發生巖溶作用，即大氣、淡水滲入了構造運動中伴生的斷層和裂縫中所引起的巖溶作用。

2 裂縫的分類及控制因素

按形成機理進行分類，裂縫可分為構造縫、成巖縫和溶蝕縫三種類型。構造縫主要是指巖石由于受到構造應力作用,超過其彈性界限而破裂所形成的裂縫，其形成與發育特征受巖性、巖層厚度、構造位置、構造運動等因素的影響。而碳酸鹽巖成巖縫、溶蝕縫以及壓溶縫可統稱為非構造縫，這類型裂縫的形成是由于巖石在重力、體積力、成巖作用等條件下誘發形成的一種與構造應力無關或間接有關的裂縫類型。巖性是影響裂縫發育的內在因素，碳酸鹽巖儲層中一般白云石含量越高，裂縫越發育，主要是由于白云石屬于原生脆性組分，而脆性成分越高的巖石中裂縫密度越大。這里需要特別強調的是，斷層與裂縫之間有著密切的關系。斷層的產狀、距離影響著裂縫的產狀和發育程度，例如逆沖斷層往往形成不同角度的剪切縫。

3 裂縫與巖溶的關系分析

3.1 構造縫與巖溶作用的關系

構造運動產生的斷裂造成碳酸鹽巖破碎，從而導致裂縫十分發育。構造縫對儲層物性的影響非常重大，裂縫在形成前期往往未充填，較易形成復雜的裂縫系統。構造裂縫的出現不僅有利于溶蝕作用的進行，而且有利于地下水的匯集、沖蝕及巖溶的發育。溶蝕洞和溶縫大量發育形成有效的儲滲系統，進一步優化了儲集性。構造裂縫一方面形成了油氣運移的主要通道，另一方面也成為流體重要的儲集空間。

3.2 非構造縫加速巖溶作用的發生

有成巖作用出現的地層斷裂，具體形成原因是巖石在一定埋深條件下，在上覆巖石的重力以及孔隙流體壓力的共同作用下，碳酸鹽巖出現選擇溶解現象，達到一定程度形成縫合線結構。該結構是壓實與巖溶共同作用的產物，外形結構即反應巖石的壓實程度，巖石表面的碳酸鈣或鹽類物質被水溶解帶走，造成巖石表面多為不溶雜質，成分為有機質居多。

另一種是表生裂縫，它是一種通過水流溶解改變裂縫特性的非構造裂縫。這種風化、沖刷溶解不僅發生在風化表面,而且作用到深部。表生裂縫通過已經形成的裂縫,通過淋水流溶解作用使不斷增大,最終形成裂縫高度連通的地段。不整合面的巖溶如果被后期的低滲透性地層覆蓋,就可以形成良好的油藏。世界上部分高產油田與此種碳酸鹽巖儲層有關，其儲層裂縫非常發育。據統計，碳酸鹽巖的許多高產井,往往與表生裂縫系統密切相關。

4 結語

從裂縫的成因及發育規律出發，研究裂縫與巖溶之間的關系。多期次的地質構造運動，決定碳酸鹽巖巖溶發育環境，并在一定程度上控制了巖溶的分布。

（1）構造縫、溶蝕縫促進巖溶作用，是巖溶發育的主要通道，還可以自身溶蝕擴大形成復雜的裂縫系統，成為油氣儲集的主要空間，是改善碳酸鹽巖儲層物性重要因素之一。

（2）成巖縫等非構造裂縫的存在,為流體運移提供了條件,對加速巖溶作用的發生雖也起一定作用,成為了油氣重要的運聚空間。

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